Dynamique temporelle des effets induits par l’exposition aux pesticides chez les poissons : approche combinée entre chimie environnementale et écotoxicologie

Dynamique temporelle des effets induits par l’exposition aux pesticides chez les poissons : approche combinée entre chimie environnementale et écotoxicologie

Direction de thèse : Aurélie Goutte et Hélène Blanchoud

Evaluer et prédire les conséquences de l’exposition à des cocktails de pesticides sur les poissons d’eau douce représente un défi majeur, dans la mesure où les dysfonctionnements peuvent être subtils (échelles moléculaires ou physiologiques), différés dans le temps et complexifiés par l’interaction avec d’autres stress environnementaux.

Ce projet de thèse propose d’étudier la dynamique de contamination de l’eau par les pesticides et les effets écotoxicologiques associés dans un contexte agricole particulièrement vulnérable : le bassin versant agricole de l’Orgeval (Seine et Marne). Ce bassin fait l’objet d’un suivi hydrologique depuis 60 ans par l’IRSTEA et la contamination en herbicides et insecticides est mesurée en continu depuis 10 ans dans le cadre du programme PIREN Seine (échantillons asservis au débit et moyennés mensuellement). La dynamique d’exportation des principales substances appliquées sur le bassin est ainsi connue, avec des fluctuations saisonnières en pesticides comprises entre 1 et 1000 ng/L. Cette amplitude n’étant pas observable sur de plus grands cours d’eau, l’étude des effets des fluctuations saisonnières en pesticides sur les communautés piscicoles apparait particulièrement pertinente à l’échelle de ces bassins agricoles amont. De plus, ce suivi de contamination de l’eau sera complété par le déploiement de préleveurs passifs de type POCIS afin de quantifier les composés présents à l’état de trace dans le milieu.

Le chabot commun (Cottus gobio) est un petit prédateur qui fréquente les parties supérieures des cours d’eau. Poisson territorial sédentaire, sa faible mobilité fait de lui un très bon indicateur des conditions locales de pollution environnementale. L’objectif de ces travaux de thèse sera de suivre les variations temporelles de marqueurs écotoxicologiques en lien avec les fluctuations mensuelles de pesticides sur des chabots marqués individuellement. Plus précisément, il s’agira d’effectuer des mesures biométriques et des prélèvements sanguins à pas de temps régulier (tous les 2 mois), afin de suivre la condition corporelle, le stress oxydant, le raccourcissement de la longueur des télomères, et d’autres marqueurs écophysiologiques et écotoxicologiques. Le taux de recapture des chabots marqués oscille entre 50 et 70%. Des analyses démographiques seront menées pour estimer les taux de survie et de détection des chabots marqués au cours des deux années de suivi. Enfin, à l’échelle des communautés piscicoles, la diversité des espèces sera suivie à pas de temps régulier par ADNe, dans la continuité des études débutées en 2016 dans le cadre du PIREN-Seine. Il sera ainsi possible d’évaluer les effets écotoxicologiques des variations mensuelles en pesticides en intégrant plusieurs niveaux d’organisation biologique.

Une fois cette dynamique temporelle de réponses écotoxicologiques établie sur le terrain, la deuxième étape consistera à étudier les mécanismes microévolutifs pouvant expliquer la persistance de chabots dans ce cours d’eau particulièrement exposé aux rejets de multiples pesticides à de fortes concentrations. Une approche expérimentale sera menée en exposant aux herbicides des poissons issus de sites plus ou moins contaminés du bassin versant agricole de l’Orgeval, afin de tester une éventuelle adaptation aux pesticides. Il est ainsi prédit que la résistante aux pesticides augmente en aval des zones agricoles, et ce d’autant plus pour les anciens pesticides par rapport à ceux récemment mis sur le marché.

La thèse comprendra une partie de terrain, incluant des pêches électriques réalisées avec A. Goutte qui possède l’agrément et le matériel adéquat, en collaboration avec la fédération de pêche de Seine et Marne, à raison de 4 pêches par an (en dehors des périodes de fraie) pendant 2 ans. Les poissons seront capturés, marqués (PIT-TAG), mesurés, pesés et du sang sera prélevé pour analyses de pesticides et de biomarqueurs. Le suivi de la contamination (eau, préleveur passif, biote) et les analyses par chromatographie seront réalisés avec H. Blanchoud. La partie expérimentale se déroulera la deuxième année au CEREEP-ECOTRON. L’étudiant bénéficiera d’une formation approfondie aux techniques de terrain, aux analyses chimiques et statistiques. Ce projet sera réalisé en étroite collaboration avec l’équipe d’écophysiologie évolutive, UMR 7618 IEES (institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris) et le Centre d’Etudes Biologiques de Chizé.

Date de démarrage: 
oct 2019
Contact: 
Aurélie Goutte
Durée: 
3 ans
Type de recrutement: 
Doctorat